Diffusion de molécules aromatiques dans les couches minces de polymères contenant des porphyrines : application à la détection de composés organiques volatils

par Isabelle Leray

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Claude Bied-Charreton.

Soutenue en 1996

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    Nous rapportons dans ce travail l'utilisation de couches minces de polymères contenant des porphyrines pour la détection de composes organiques volatils. Deux types de polluants ont été étudiés la pyridine et le benzène. Pour réaliser des couches sensibles à des vapeurs de pyridine, des porphyrines de zinc ont été immobilisées dans des couches minces de polymères. Les modifications des propriétés spectroscopiques (absorption, fluorescence) dues à la complexation du zinc par la pyridine ont été utilisées pour étudier la diffusion de la pyridine. Dans le cas de films de polystyrène et de polyméthylméthacrylate, cet équilibre est atteint au bout de quelques minutes et la réaction est réversible. Le seuil de détection de ces couches sensibles a pu être déterminé, il est de 2 g/l dans le cas de couches minces de polystyrène. Pour les films de polyvinylpyrrolidone, la réaction de complexation provoque la formation irréversible d'agrégats. De tels agrégats ont été caractérisés par microscopie et par spectroscopie (absorption, fluorescence stationnaire et fluorescence résolue dans le temps). Les porphyrines hydrosolubles sont susceptibles de former des complexes de types Van der Waals avec les dérivés aromatiques. Cette propriété a été mise à profit pour détecter le benzène. Deux molécules ont été envisagées la tétraméthylpyridiniumporphyrine (tmpyp) et la dmabp, une nouvelle porphyrine dicationique possédant deux groupements triméthylbenzylammoniums en position méso de la porphyrine. Les stabilités des complexes porphyrine-benzène ont été déterminées par modélisation moléculaire: la dmabp forme un complexe plus stable avec le benzène que la tmpyp. Pour confirmer ce résultat théorique, la dmabp a été synthétisée et les constantes de stabilité des complexes porphyrine-benzène ont été déterminées expérimentalement par dosage spectrophotométrique. Nous retrouvons alors l'ordre de stabilité établi par mécanique moléculaire. En dernier lieu la diffusion du benzène a été étudiée dans des films de polymères contenant les porphyrines mentionnées ci-dessus. Nous avons montre que ces couches minces sont capables de détecter le benzène a des concentrations de 150 g/l

  • Titre traduit

    Diffusion of aromatic molecules in thin layers of polymers containing porphyrins : application to the detection of organic pollutants


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  • Détails : 1 vol. (200 p.)
  • Annexes : 135 réf.

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